Dans le domaine de la séparation et de l'épuration des gaz, avec le renforcement de la protection de l'environnement, couplé à l'exigence actuelle de neutralité carbone, le CO2le captage, l’absorption des gaz nocifs et la réduction des émissions de polluants sont devenus des enjeux de plus en plus importants. Dans le même temps, parallèlement à la transformation et à la modernisation de notre industrie manufacturière, la demande de gaz de haute pureté augmente encore. Les technologies de séparation et de purification des gaz comprennent la distillation, l’adsorption et la diffusion à basse température. Nous présenterons les deux processus d'adsorption les plus courants et similaires, à savoir l'adsorption modulée en pression (PSA) et l'adsorption à température variable (TSA).
Le principe principal de l'adsorption modulée en pression (PSA) est basé sur les différences dans les caractéristiques d'adsorption des composants gazeux dans les matériaux solides et les caractéristiques des changements de volume d'adsorption avec la pression, en utilisant la transformation périodique de la pression pour compléter la séparation et la purification des gaz. L'adsorption à température variable (TSA) tire également parti des différences dans les performances d'adsorption des composants gazeux sur les matériaux solides, mais la différence est que la capacité d'adsorption sera affectée par les changements de température et par l'utilisation périodique de températures variables pour réaliser la séparation des gaz. et purification.
L'adsorption modulée en pression est largement utilisée dans la capture du carbone, la production d'hydrogène et d'oxygène, la séparation azote-méthyle, la séparation de l'air, l'élimination des NOx et d'autres domaines. Étant donné que la pression peut être modifiée rapidement, le cycle d'adsorption modulée en pression est généralement court, ce qui peut terminer un cycle en quelques minutes. Et l'adsorption à température variable est principalement utilisée dans la capture du carbone, la purification des COV, le séchage des gaz et d'autres domaines, limitée par le taux de transfert de chaleur du système, le temps de chauffage et de refroidissement est long, le cycle d'adsorption à température variable sera relativement long, peut parfois atteindre plus plus de dix heures, donc comment obtenir un chauffage et un refroidissement rapides est également l'une des orientations de la recherche sur l'adsorption à température variable. En raison de la différence de temps de cycle de fonctionnement, pour être appliqué dans des processus continus, le PSA nécessite souvent plusieurs tours en parallèle, et 4 à 8 tours sont des nombres parallèles courants (plus le cycle de fonctionnement est court, plus il y a de nombres parallèles). Comme la période d’adsorption à température variable est plus longue, deux colonnes sont généralement utilisées pour l’adsorption à température variable.
Les adsorbants les plus couramment utilisés pour l'adsorption à température variable et l'adsorption modulée en pression sont le tamis moléculaire, le charbon actif, le gel de silice, l'alumine, etc., en raison de sa grande surface spécifique, il est nécessaire de sélectionner l'adsorbant approprié en fonction des besoins du système de séparation. L'adsorption par pressurisation et la désorption par pression atmosphérique sont les caractéristiques de l'adsorption modulée en pression. La pression d'adsorption en pressurisation peut atteindre plusieurs MPa. La température de fonctionnement de l'adsorption à température variable est généralement proche de la température ambiante et la température de désorption par chauffage peut atteindre plus de 150 ℃.
Afin d'améliorer l'efficacité et de réduire la consommation d'énergie, les technologies d'adsorption modulée en pression sous vide (VPSA) et d'adsorption modulée en température sous vide (TVSA) sont dérivées du PSA et du PSA. Ce procédé est plus complexe et plus coûteux, ce qui le rend adapté au traitement du gaz à grande échelle. L'adsorption modulée sous vide est une adsorption à pression atmosphérique et une désorption par pompage sous vide. De même, la mise sous vide pendant le processus de désorption peut également réduire la température de désorption et améliorer l'efficacité de la désorption, ce qui favorisera l'utilisation de chaleur de faible qualité dans le processus d'adsorption sous vide à température variable.
Heure de publication : 05 février 2022
